O dispositivo SURF-WEC, sigla de Small Underwater Research Flap Wave Energy Converter, saiu do laboratório e foi para o oceano pela primeira vez ao largo do Makai Research Pier, na ilha de Oahu, no estado do Havaí. O projeto, conduzido pelo National Laboratory of the Rockies em colaboração com a University of Hawaii at Manoa, tem como objetivo testar um pequeno dispositivo para converter o movimento das ondas em eletricidade, disponibilizando abertamente seu projeto, seus dados e as lições aprendidas.
Essa iniciativa ocorre em um campo no qual os experimentos em águas abertas ainda são limitados em comparação com o volume de pesquisas teóricas e modelagens realizadas nas últimas décadas. Segundo os pesquisadores, a escassez de implantações reais, juntamente com a indisponibilidade de dados de alguns experimentos, dificulta a compreensão do desempenho dos dispositivos de energia marinha e torna mais difícil passar dos modelos para tecnologias que possam ser desenvolvidas comercialmente.
Como o dispositivo funciona?
O SURF-WEC é composto por uma aba flutuante instalada perto da costa, aproximadamente do tamanho de uma tela grande. A aba se move para a frente e para trás com a passagem das ondas, como uma porta que gira em torno de suas dobradiças, acionando um sistema hidráulico fechado que bombeia um fluido e aumenta gradualmente sua pressão. Quando uma pressão específica é atingida, ela é usada para girar um motor conectado a um gerador elétrico.
A principal característica de pesquisa do dispositivo é a possibilidade de ajustar remotamente sua resposta às ondas. A equipe pode alternar entre um modo passivo, que não altera sua resposta de acordo com as condições, e um modo ativo, que se adapta às ondas variáveis em tempo real. Os modelos indicam que a operação ativa pode captar mais energia, mas acrescenta perdas decorrentes do funcionamento dos sensores, dos sistemas de controle e dos próprios mecanismos de ajuste.
Da modelagem ao teste no mar
O projeto levou dois anos de modelagem, construção, testes e validação nos laboratórios do National Laboratory of the Rockies. Os pesquisadores usaram ferramentas como o WEC-Sim para simular o movimento da aba e das ondas e também testaram o sistema de conversão de energia hidráulica usando um atuador elétrico que imitava o movimento das ondas em um ambiente controlado.
O laboratório também desenvolveu a plataforma MODAQ 2.0 para monitorar o desempenho, controlar o dispositivo e coletar dados. Após testar os componentes no laboratório, o sistema foi isolado e reforçado para protegê-lo das condições do ambiente marinho; em seguida, foi enviado ao Havaí para ser montado, instalado e conectado à costa da ilha.
Antes da instalação, a equipe enfrentou uma forte tempestade Kona que se dirigia a Oahu, com ventos e ondas que ultrapassavam o que os dados históricos haviam previsto. Por isso, os pesquisadores fixaram apenas a estrutura e aguardaram a passagem da tempestade; depois, refizeram as simulações usando dados em tempo real de boias próximas. Dois dias depois, concluíram a montagem do dispositivo e sua fixação no leito marinho, passando os cabos até a plataforma MODAQ 2.0 na costa.
Por que esta notícia é importante?
A equipe confirmou que a eletricidade chegou ao sistema após sua instalação, o que comprova o sucesso da transição inicial do projeto de laboratório para a operação no mar, mas ainda não representa evidência de viabilidade comercial ou de produção contínua em grande escala. O SURF-WEC foi projetado principalmente como uma plataforma de pesquisa com poucas barreiras, destinada a gerar dados sobre os quais pesquisadores e a indústria possam se apoiar.
Mais de cinco meses após sua instalação, a equipe planeja manter o dispositivo na água por até um ano, fornecendo acesso direto aos dados e emitindo um relatório final disponível ao público. Os resultados ajudarão a comparar a operação ativa e a passiva, avaliar as perdas associadas ao controle e compreender o desempenho do sistema de energia em condições marítimas reais. A duração da permanência do dispositivo na água e a quantidade de eletricidade que ele poderá produzir a longo prazo continuam sendo questões em aberto, que serão determinadas pelo teste contínuo.
O projeto é financiado pelo Escritório de Energia Hidrelétrica e Hidrocinética do Departamento de Energia dos Estados Unidos, enquanto a colaboração entre o laboratório e a universidade permitiu reunir conhecimentos especializados em modelagem de ondas, controle, engenharia hidráulica e instalação marítima.